Rüzgâr Türbinlerinin Üç Kanatlı Tasarlanmasının Dahiyane Nedeni

Mühendislik harikası rüzgâr türbinlerinin derhal derhal hepsi üç kanatlı olarak tasarlanır. Peki namacıyla iki ya da dört değil de üç kanat tercih edilir?

Rüzgâr kuvvetiyle hareket ederek jeneratörün rotor milini döndüren kanatlar, havanın kinetik enerjisini mekanik enerjiye, sonra da elektrik enerjisine dönüşmesini sağlar.

Üç kanatlı dizayn, enerji verimliliğini artırmada gerektiğince önemlidir. Verimliliğin yanı sıra maliyet, gürültü düzeyinin düşük olması ve dayanıklılık faktörleri de öneme alınmıştır.

Kanatların bir yönü düzdür, başka yönü ise dışa doğru kavislidir.

Uçak kanatlarına benzer bir yapıları vardır. Bu aerodinamik dizayn yardımıyla rüzgâr, kanadın kavisli evresinde daha uzun uzaklık kaydederek daha süratli hareket eder. Kavisli kısımdaki basınç düz taraftakine göre daha çok olur, bu da kuvveti artırarak kanatların daha iyi dönmesini sağlar.

Bu sistemler her 120 derecelik dönüş ile elektrik üretimi amacıyla lüzumlu torku oluşturur.

Üçten çok kanat olursa kanatlara daha çok rüzgâr çarpar ancak dönme sayısına bir tesiri olmaz. Sayı arttıkça her kanat aşağısındaki kanadın rüzgârını engeller. Dönüş hızının yavaşlamasına namacıyla olacağı amacıyla elektrik üretimi de daha az olur. Bu da enerji verimliliğini düşürür.

Fazla kanat verimsizse peki namacıyla tek kanat ya da iki kanat tercih edilmiyor?

Tek kanat olsaydı daha süratli bir dönüş sağlanırdı ancak bu, denge ve gürültü problemlerine namacıyla olurdu.

İki kanat gerçekte daha verimlidir ancak bu türbinlerde dengeyi sağlamak ve elektrik üretmek amacıyla özel amortisörler ve özel olarak geliştirilmiş hub gerekmektedir. Bu hal maliyeti artırdığı amacıyla tercih edilmez.

Ayrıca çift sayı yerine tek sayı tercih edilmesi de önemlidir.

Çift sayıda olursa dönüş sırasında kanatlardan biri en tepedeyken, biri en alt konumda (türbinin direğiyle aynı hizada) bulunur. Böyle bir halde tepedeki kanada aşağıdaki kanattan daha çok rüzgâr kuvveti uygulanır.

Çünkü rüzgâr türbininin ayağı, havanın aşağıdaki kanat etrafındaki hareketini olumsuz etkiler. Kanatlar dikey konumda ileri-geri hareket ederek türbinin dengesini bozardı. Tek sayıda olunca bir çarkta bulunduğu gibi denge sağlanır.

Özetle; üç kanatlı dizayn yardımıyla enerji verimliliği, dayanıklılık, denge, gürültü srandardı en verimli haluna getirilir.